IPv6在廣電網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用探討

譚學(xué)琴

摘 要：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，IPv4的弊端漸顯，使之成為制約網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸。而IPv6簡化了報(bào)頭格式、增大了地址空間，具有更高的安全性和可管理性等諸多優(yōu)點(diǎn)，很好的解決了目前IP資源缺乏的問題。對于廣播與電視運(yùn)營商來說，如何對IPv6進(jìn)行應(yīng)用部署、讓網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢發(fā)揮到極致、使建網(wǎng)者在三網(wǎng)融合中能夠占取先機(jī)，就顯得格外重要。該文針對IPv6的部署，從用戶因素、網(wǎng)絡(luò)因素、成本因素幾個(gè)方面出發(fā)，提出了一套應(yīng)用思路，并給出了相應(yīng)的建網(wǎng)方案以供建設(shè)方參考。

關(guān)鍵詞：IPv6 IPv4 雙棧

中圖分類號(hào)：TN919.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）02（a）-0012-02

Abstract：With the continuous development of Internet technology， IPv6 application deployment is very important. According to the deployment of IPv6 and put forward a set of application method， and gives corresponding solutions.

Key Words：IPv6 IPv4 Dual Stack

目前，三網(wǎng)融合是我國通信業(yè)的熱點(diǎn)技術(shù)，通過三網(wǎng)融合，廣播電視網(wǎng)不僅可以提供電視節(jié)目，還能提供互聯(lián)網(wǎng)和語音通信等多種業(yè)務(wù)。然而，廣電行業(yè)要想規(guī)模性發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，IP地址的欠缺是一個(gè)不可避免的瓶頸，是廣電公司必須面臨的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題，一些諸如IPv4重編址、地址重用等改善方案都不能根本解決問題。廣電行業(yè)沒有IPv4地址儲(chǔ)備，通過NAT等技術(shù)手段，僅可以支撐短期的發(fā)展，長期來看仍無法滿足未來三網(wǎng)融合業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。因此，提前進(jìn)行廣電網(wǎng)絡(luò)IPv6的示范應(yīng)用及局部推廣顯得十分有必要。

1 應(yīng)用思路

目前，IPv6的標(biāo)準(zhǔn)體系已基本趨于完善。在這個(gè)過程中，IPv6逐步優(yōu)化了協(xié)議體系結(jié)構(gòu)，為業(yè)務(wù)發(fā)展創(chuàng)造了更多機(jī)會(huì)。

IPv6的演進(jìn)需要從整個(gè)產(chǎn)業(yè)的角度去考慮演進(jìn)的各種影響因素，從目前的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來看，至少需考慮以下幾個(gè)核心因素。

1.1 用戶因素

IPv6是對IPv4完全不兼容的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，在引入后要求對現(xiàn)網(wǎng)影響降低到最小。據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，類似于PSTN的網(wǎng)絡(luò)改造，核心技術(shù)產(chǎn)生變革，但終端業(yè)務(wù)展現(xiàn)方式?jīng)]變，用戶使用習(xí)慣上沒有任何改變，這樣的網(wǎng)絡(luò)改造是用戶可接受的，是易于推廣的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)方式。另外，新發(fā)展的IPv6用戶不能在訪問原有的IPv4業(yè)務(wù)上存在限制，體驗(yàn)不能有大的降低，甚至要在使用各種商務(wù)策略的傾向性上提高IPv6用戶的體驗(yàn)，這樣才能引導(dǎo)IPv4用戶向IPv6的遷移。

1.2 網(wǎng)絡(luò)因素

IPv6的網(wǎng)絡(luò)部署上，需考慮端到端的實(shí)施，網(wǎng)絡(luò)各個(gè)層面的組網(wǎng)和設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、技術(shù)選擇、設(shè)備能力、廠商組成、IPv6支持能力等方面上存在較大差異，需要綜合考慮IPv6的可演進(jìn)方案。為了減少對現(xiàn)網(wǎng)的影響，在成本可以接受的前提下，早期部署上可考慮新建專網(wǎng)或?qū)Ｓ迷O(shè)備，如采用獨(dú)立的IPv6網(wǎng)關(guān)接入IPv6用戶，這樣既可以避免IPv6早期部署上可能存在的各類問題對于現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)的沖擊，也可以避免一次性升級所有的現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備支持IPv6，造成的短期改造成本過高，并且可以在新網(wǎng)絡(luò)新設(shè)備上采用獨(dú)立的維護(hù)管理體系，在IPv6引入初期提供強(qiáng)有力的保障。

1.3 成本因素

IPv6的引入是一個(gè)長期的系統(tǒng)工程，應(yīng)該慎重考慮引入的時(shí)機(jī)和節(jié)奏，這需要權(quán)衡改造和升級的綜合成本。過早的切入IPv6，就必然要承擔(dān)和周圍網(wǎng)絡(luò)互通的成本，過晚的切入，會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)遷移的總成本的增加。所以，在短時(shí)間內(nèi)將所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備改造替換為支持IPv6的設(shè)備是不可取的。但是無法提供IPv6業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，不能切入IPv6實(shí)際商用過程積累運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)的滯后也是不可接受的，IPv6的引入必須從成本角度考慮采用漸進(jìn)式的發(fā)展模式。

2 建網(wǎng)思路

2.1 骨干網(wǎng)：邏輯雙平面，資源可調(diào)節(jié)

骨干網(wǎng)絡(luò)IPv6引入基本思路是以雙棧模式為主，純IP網(wǎng)絡(luò)以雙棧模式為主，MPLS網(wǎng)絡(luò)以6PE/6vPE為主。

純IP骨干網(wǎng)部署方式上，形成骨干邏輯平面，升級部分邏輯平面為IPv6單?；螂p棧。核心節(jié)點(diǎn)和核心匯聚節(jié)點(diǎn)一般存在多鏈路冗余連接，通常為交叉模式，變更交叉模式為上下并行模式，在不影響冗余多鏈路可靠性保證的同時(shí)，清晰了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和流量策略。同朝向流量形成同一個(gè)邏輯面。這樣，當(dāng)存在多個(gè)冗余的邏輯朝向時(shí)，即在核心節(jié)點(diǎn)和核心匯聚節(jié)點(diǎn)之間形成多個(gè)邏輯平面，邏輯平面可以為上下互聯(lián)設(shè)備或端口，這樣在整網(wǎng)將形成多個(gè)互為備份的邏輯網(wǎng)絡(luò)，將其中部分邏輯網(wǎng)絡(luò)升級為支持IPv6單棧或雙棧，這樣在將骨干網(wǎng)升級為支持IPv6的同時(shí)，將因引入新協(xié)議導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)降低到最低。純IP骨干網(wǎng)部署方式如圖1所示。

MPLS骨干網(wǎng)部署方式：設(shè)備層面保持IPv4 MPLS可達(dá)，業(yè)務(wù)層面形成IPv4/IPv6雙邏輯平面。IPv6 VPN以6vPE方式引入，承載在IPv4 MPLS上，升級網(wǎng)絡(luò)邊緣PE支持6vPE，引入IPv6 VPN路由。IPv6互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)以6PE方式引入，承載在IPv4 MPLS上，升級網(wǎng)絡(luò)邊緣PE支持6PE，引入IPv6公網(wǎng)路由。

2.2 城域網(wǎng)：多接入并存，協(xié)議間互通

城域網(wǎng)建網(wǎng)應(yīng)遵循以下原則。

（1）先集中，后分布。IPv6引入早期，IPv6用戶較少，分布也可能較為分散，可以采用集中部署IPv6網(wǎng)關(guān)設(shè)備，集中進(jìn)行IPv6用戶的統(tǒng)一接入服務(wù)，通過小范圍改造和較小投資，可以快速使網(wǎng)絡(luò)具備IPv6業(yè)務(wù)提供能力；后續(xù)再考慮網(wǎng)絡(luò)IPv6的發(fā)展情況，全面升級全網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的IPv6支持能力，形成全分布式的規(guī)模IPv6網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)提供能力。如L2TP、DS-Lite等過渡技術(shù)可以作為早期的IPv6城域網(wǎng)方案。

（2）先封閉，后開放。封閉型業(yè)務(wù)如互動(dòng)電視（VOD）業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)相對獨(dú)立，和外部網(wǎng)絡(luò)不存在交互要求，沒有兼容性要求，相對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理和維護(hù)人員都較為獨(dú)立，對這樣的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)升級為IPv6，可以對現(xiàn)網(wǎng)其他業(yè)務(wù)影響小，易于引入。另外，對于封閉型業(yè)務(wù)，用戶終端對網(wǎng)絡(luò)地址協(xié)議不關(guān)心，更換網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議用戶并不感知，降低引入難度?？稍贗Pv6過渡早期優(yōu)先部署封閉型業(yè)務(wù)，通過IPv6早期商用積累IPv6運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)先解決封閉型業(yè)務(wù)，開放型業(yè)務(wù)后續(xù)逐步引入。

（3）先44，后64。IPv6引入的根本原因是解決IPv4地址耗盡的問題，并且引入IPv6是個(gè)漸進(jìn)的系統(tǒng)工程，不存在某天IPv4完全退出變更為IPv6的可能，所以IPv4是仍然會(huì)長久和IPv6共存，解決IPv4地址耗盡必然會(huì)使用IPv4私網(wǎng)地址來過渡解決，所以必須先規(guī)模解決NAT44，解決地址問題，后續(xù)隨著IPv6的逐步引入解決IPv6訪問IPv4的問題。

2.3 網(wǎng)管：統(tǒng)一運(yùn)維，管控合一

先IPv4管理通道，后IPv6管理通道：IPv6管理信息可以先考慮通過IPv4管理通道進(jìn)行管理，后續(xù)再考慮逐步引入IPv6管理通道，降低管理通道的IPv6化對業(yè)務(wù)發(fā)展的影響。

先物理平面，后業(yè)務(wù)平面：業(yè)務(wù)管理上，先考慮設(shè)備物理平面上雙棧資源管理和隔離，隨著業(yè)務(wù)管理的逐步深入和精細(xì)化，再后續(xù)逐步考慮業(yè)務(wù)邏輯層面，包括邏輯拓?fù)涔芾?，VPN內(nèi)邏輯雙棧資源管理和隔離等。

3 網(wǎng)絡(luò)改造方案

在不同場景下，經(jīng)過組合形成了不同的IPv6改造方案。其中，“雙棧+NAT”方案具有對現(xiàn)網(wǎng)改造難度低、成本不高、不會(huì)大面積影響現(xiàn)有用戶的業(yè)務(wù)等優(yōu)點(diǎn)，成為了首選。

該方案將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及終端升級到支持雙棧，通過運(yùn)營級v4 NAT技術(shù)解決v4地址不足的問題。是在過渡時(shí)期，同時(shí)支持v4/v6業(yè)務(wù)最直接的方案。后續(xù)升級到純v6環(huán)境不需要再次對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造。該方案初期投入成本相對較高，但是后期過渡到純v6網(wǎng)絡(luò)時(shí)基本不需要再作投入。

運(yùn)營商級NAT（CGN，Carrier-Grade NAT）方案最早由日本NTT提出，其主要思想是將NAT44部署位置提高，同時(shí)與用戶側(cè)的NAT組成兩級地址轉(zhuǎn)換NAT44，形成三塊地址空間，即用戶側(cè)私有地址、運(yùn)營商私有地址、公網(wǎng)地址。CGN設(shè)備由于部署位置很高，具有大容量、高可靠、高性能等特點(diǎn)。

CGN設(shè)備目前有獨(dú)立設(shè)備和插卡兩種形態(tài)。獨(dú)立CGN網(wǎng)關(guān)設(shè)備旁掛或者直掛網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，CGN插卡作為板卡插入現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備。

CGN可以部署在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)流量匯聚點(diǎn)或者業(yè)務(wù)接入點(diǎn)。在實(shí)際部署中，CGN網(wǎng)關(guān)部署在城域網(wǎng)出口層面，形成集中式部署方式；部署在城域邊緣業(yè)務(wù)接入點(diǎn)層面，形成分布式部署方式。

4 結(jié)語

通過IPv6在在廣電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的應(yīng)用示范及部署，可以使廣電網(wǎng)絡(luò)在三網(wǎng)融合中占取先機(jī)，改善互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)電信一家獨(dú)大的局面；同時(shí)，通過IPv6技術(shù)更安全、更可管理的特性，也能大大提高廣電寬帶網(wǎng)絡(luò)的可管可控，保障廣電網(wǎng)作為國家宣傳喉舌的政治地位，進(jìn)一步發(fā)揮廣電網(wǎng)絡(luò)在國家信息化進(jìn)程中的重要作用。

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